Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor

Transcripción

1 Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor CICLO FORMATIVO DE GRADO MEDIO FORMACIÓN PROFESIONAL A DISTANCIA Unidad Aparatos Anexos al Circuito MÓDULO Máquinas y Equipos Frigoríficos

2 Título del Ciclo: TÉCNICO EN MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES DE FRÍO, CLIMATIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE CALOR Título del Módulo: MÁQUINAS Y EQUIPOS FRIGORÍFICOS Dirección: Dirección General de Formación Profesional. Servicio de Formación Profesional y Aprendizaje Permanente. Dirección de la obra: Alfonso Gareaga Herrera Antonio Reguera García Arturo García Fernández Ascensión Solís Fernández Juan Carlos Quirós Quirós Luis María Palacio Junquera Manuel F. Fanjul Antuña Yolanda Álvarez Granda Coordinación de contenidos del ciclo formativo: Javier Cueli Llera Autor: Javier Cueli Llera Desarrollo del Proyecto: Fundación Metal Asturias Coordinación: Javier Maestro del Estal Monserrat Rodríguez Fernández Equipo Técnico de Redacción: Alfonso Fernández Mejías Ramón García Rosino Laura Fernández Menéndez Luis Miguel Llorente Balboa de Sandoval José Manuel Álvarez Soto Estructuración y desarrollo didáctico: Isabel Prieto Fernández Miranda Diseño y maquetación: Begoña Codina González Sofía Ardura Gancedo Alberto Busto Martínez María Isabel Toral Alonso Colección: Materiales didácticos de aula Serie: Formación Profesional Específica Edita: Consejería de Educación y Ciencia Dirección General de Formación Profesional Servicio de Formación Profesional y Aprendizaje Permanente ISBN: Depósito Legal: AS Copyright: Consejería de Educación y Ciencia Dirección General de Formación Profesional Todos los derechos reservados. La reproducción de las imágenes y fragmentos de las obras audiovisuales que se emplean en los diferentes documentos y soportes de esta publicación se acogen a lo establecido en el artículo 32 (citas y reseñas) del Real Decreto Legislativo 1/2.996, de 12 de abril, y modificaciones posteriores, puesto que se trata de obras de naturaleza escrita, sonora o audiovisual que han sido extraídas de documentos ya divulgados por vía comercial o por Internet, se hace a título de cita, análisis o comentario crítico, y se utilizan solamente con fines docentes. Esta publicación tiene fines exclusivamente educativos. Queda prohibida la venta de este material a terceros, así como la reproducción total o parcial de sus contenidos sin autorización expresa de los autores y del Copyright.

3 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Sumario general Objetivos... 4 Conocimientos... 5 Introducción... 6 Contenidos generales... 6 Filtros... Separador de aceite Botella de aspiración Válvulas de seguridad Válvulas reguladoras de presión Otras válvulas Aparatos varios Resumen de contenidos Autoevaluación Respuestas de actividades Respuestas de autoevaluación Anexo

4 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Objetivos Al finalizar el estudio de esta unidad serás capaz de: Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Explicar el funcionamiento y las características constructivas de los aparatos colocados en los sectores de alta y baja presión de la instalación del sistema frigorífico. Describir la función que realizan, dónde y cómo se montan los distintos elementos instalados como aparatos anexos al circuito. Interpretar los principales datos técnicos de cada uno de estos elementos. Identificar los elementos anexos en una o varias instalaciones, simuladas o reales. 4

5 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Conocimientos que deberías adquirir aconceptoss Filtros: aplicaciones, tipos Separador de aceite: aplicaciones, instalación. Botella de aspiración: aplicaciones, tipos, selección, instalación Válvulas reguladoras de presión: regulador de la presión de evaporación, de la presión de condensación, de la presión de aspiración, reguladores de capacidad, de la presión del recipiente de líquido. Aparatos varios: tapón fusible, válvula de seguridad, válvula manual, visor del líquido PROCEDIMIENTOS SOBRE PROCESOS Y SITUACIONESS Manejo de catálogos de fabricantes, identificando las características principales de los distintos aparatos estudiados, seleccionando el dispositivo adecuado para las aplicaciones que se planteen. Manipular los distintos aparatos relacionados estudiados. Análisis de las instrucciones facilitadas por los fabricantes de los aparatos estudiados: conexiones, funcionamiento, instalación,... 5

6 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Introducción Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Además de los elementos indispensables para el funcionamiento de la máquina frigorífica, existen otros que permiten optimizar el funcionamiento de la máquina y/o realizar operaciones de mantenimiento. Entre estos elementos podemos citar los filtros, el separador de aceite, recipiente de líquido, En la siguiente figura aparece una máquina frigorífica en la que se pueden ver alguno de los dispositivos que detallaremos en esta unidad. Contenidos generales A lo largo de esta unidad didáctica se describe la función que realizan los distintos aparatos secundarios de la instalación frigorífica: separador de aceite, recipientes líquidos, filtros visores, intercambiadores de calor, silenciadores, grifería, etc. 6

7 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Filtros Los filtros ocupan un lugar importante en el circuito de la máquina frigorífica ya que cumplen una función preventiva: eliminan la posible humedad que pueda existir en el sistema, atrapan las impurezas que hayan podido quedar como consecuencia de una instalación defectuosa, limpian el circuito después de la quemadura del motor del compresor, Por lo tanto, los filtros al eliminar en la medida de lo posible los contaminantes del circuito frigorífico, cumplen una función esencial. Los sistemas frigoríficos actuales utilizan equipos mucho más pequeños que los que se empleaban hace algunos años: basta con fijarse en un compresor para ver que a igualdad de potencia actualmente son más reducidos. En estas circunstancias cualquier contaminante que aparezca en el interior del circuito frigorífico puede causar serios problemas. Los elementos más sensibles a los contaminantes son el dispositivo de expansión y el compresor, sobre todo si este último es del tipo hermético o semihermético. Los contaminantes más comunes en un sistema de refrigeración son: Sólidos: óxidos de hierro y cobre, partículas metálicas como rebabas, limaduras, Líquidos: agua, ceras y ácidos. Gaseosos: aire, gases no condensables y vapor de agua. Un sistema frigorífico se encuentra cerrado, entonces cómo se introducen los contaminantes a los equipos? En general, pueden entrar en alguna de las siguientes fases de operación de la máquina frigorífica: Durante la fabricación Durante la instalación Durante el funcionamiento

8 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos En equipos nuevos, los contaminantes pueden aparecer debido a una limpieza deficiente o porque los controles de calidad no han sido los adecuados. Durante la fase de instalación, los contaminantes pueden entrar como consecuencia del desconocimiento o poco cuidado del técnico frigorista. Pueden aparecer impurezas procedentes de soldaduras efectuadas de forma incorrecta o por cortes de tubos realizados con herramientas inadecuadas. Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Asimismo al cargar refrigerante y/o aceite se puede introducir aire, humedad y otros gases no condensables, si no se toman las precauciones precisas en el manejo de estos compuestos. También pueden entrar, estos mismos contaminantes, si en el lado de baja presión existen presiones inferiores a la atmosférica. Durante la fase de funcionamiento, las elevadas temperaturas de descarga que se pueden producir podrían originar la descomposición química del aceite o del refrigerante. Las reacciones químicas que tienen lugar en los compresores herméticos y semiherméticos generan ácidos, especialmente cuando los aislamientos del bobinado del motor se encuentran dañados. Estos ácidos son extremadamente corrosivos en presencia de humedad. El aceite mineral se descompone al aumentar la temperatura y en presencia de aire formándose lodos, que es un aceite más espeso de lo normal. En el caso de que se queme el bobinado del motor del compresor, las elevadas temperaturas que se alcanzan terminan formando grandes cantidades de ácido y otros contaminantes. Los efectos que provocan los contaminantes podemos clasificarlos según su naturaleza: Los contaminantes sólidos pueden: Rayar las paredes de los cilindros y los cojinetes. Provocar la obstrucción del dispositivo de expansión. Deteriorar los aislantes de los bobinados del motocompresor. Disminuir la capacidad del compresor cuando se alojan en las válvulas de aspiración y descarga. Obstruir la circulación del aceite de lubricación al taponar los orificios por los que debe circular. Los gases no condensables, en general, al no licuarse en el condensador provocan aumentos de la presión de condensación. La humedad es el contaminante que provoca la mayor cantidad de problemas en las máquinas frigoríficas. 8

9 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Humedad en los equipos frigoríficos La humedad en combinación con temperaturas bajas provoca la formación de hielo en el dispositivo de expansión. Si se combina con temperaturas elevadas produce ácidos en el refrigerante y aceite, lodos e incluso puede ocasionar que se queme el motor eléctrico del compresor. La presencia de humedad en una máquina puede ser debida, entre otras causas, a: Un secado deficiente durante la fabricación. La introducción de la misma durante la instalación. La aparición de depresión en el lado de baja. El agua se disuelve en los refrigerantes, pero esta solubilidad depende de la temperatura, siendo mayor la cantidad de agua que se puede disolver en un refrigerante cuanto mayor sea la temperatura. Cuando la temperatura disminuye el agua que se encontraba disuelta en el refrigerante se separa de éste y puede congelarse. Filtros deshidratadores Un filtro deshidratador es un dispositivo que contiene material desecante y material filtrante para eliminar la humedad y otros contaminantes del sistema. En la figura 1 aparecen distintos tipos de filtros. Fig. 1: Filtros deshidratadores. 9

10 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos En la figura 2 aparece un corte de un filtro deshidratador Danfoss, en el cual puedes ver que su interior está formado por un núcleo de material desecante compacto. Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Núcelo Malla Poliester Conexiones Fig. 2: Filtro deshidratador DANFOSS. Fig. 3: Filtro deshidratador ALCO. Existen otros filtros en los que el material desecante está constituido por pequeñas esferas, tal y como se puede ver en la figura 3 en la que aparece un filtro ALCO. Los filtros pueden ser permanentes o temporales. En muchas ocasiones resulta necesario instalar un filtro temporal en la línea de aspiración, como por ejemplo después de la puesta en marcha de la máquina o después de que el motor del compresor hermético o semihermético se haya quemado. Para estos casos los filtros tienen una capacidad de filtración elevada y por lo tanto provocarán una caída de presión grande, por lo que incorporan tomas de presión para colocar un manómetro de presión diferencial para su medición. En la figura 4 puedes ver uno de estos filtros y un manómetro de presión diferencial. Fig. 4: Filtro ALCO con tomas de presión y manómetro de presión diferencial. En la figura 5 de la página siguiente puedes ver distintos modelos de filtros y elementos de repuesto. 10

11 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Fig. 5: Filtros y componentes varios. 1 a Señala ctividad los lugares en los que se instalan los filtros en una máquina figorífica. 11

12 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Separador de aceite Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Los elementos móviles del compresor necesitan aceite para su lubricación, pero una parte de éste se mezcla con el refrigerante en el carter del compresor y sale del mismo circulando por el resto de los dispositivos del circuito frigorífico. El aceite que ha salido del carter provocará problemas en la máquina y por lo tanto debemos evitar que esto ocurra. Además, si se produce una salida excesiva disminuirá el nivel de aceite en el carter y habrá dificultades en la lubricación del compresor. Para evitar estos inconvenientes se coloca a la salida del compresor un separador de aceite. El reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas define el separador de aceite como: equipo a presión colocado en la descarga del compresor para separar y recuperar el aceite empleado en la lubricación del compresor. El la figura 6 puedes apreciar un separador de aceite instalado en una central frigorífica y distintos modelos de separadores de aceite. Separador de aceite Recipiente líquido Recipiente de aceite Fig. 6: Separador de aceite instalado e interior del mismo. 12

13 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Efectos del aceite circulando por el equipo frigorífico Los efectos del aceite, que circula por las tuberías y componentes, sobre los distintos elementos son: Condensador. El aceite reduce la capacidad del condensador, ya que el aceite arrastrado hasta el condensador ocupará un volumen que debería ser utilizado por el refrigerante para condensarse. Por otra parte, el aceite al circular por los tubos del condensador provoca un efecto aislante disminuyendo la transferencia de calor. Evaporador. El efecto que provoca el aceite en el evaporador, de forma similar a como ocurre en el condensador, es una disminución en la transferencia de calor. Las paredes internas de los tubos del evaporador se cubren con una película de aceite que actúa como aislante, lo cual produce un aumento de la temperatura de evaporación, de la temperatura del espacio a refrigerar y del tiempo de funcionamiento. Compresor. En el caso de que no se produzca el retorno de aceite al compresor por los procedimientos establecidos para ello, se corre el riesgo de que durante el arranque, y tras una parada prolongada, el aceite retorne al compresor por la línea de aspiración por lo que se comprimirá en los cilindros. Como los líquidos no se pueden comprimir se producirá un aumento de presión que podría deteriorar el compresor: desde las válvulas hasta la rotura del cigüeñal. Dispositivos de expansión. En el caso de tubos capilares, el aceite da lugar a fluctuaciones en la temperatura de evaporación, causando dificultades en el tubo para el control del refrigerante que pasa hacia el evaporador. En el caso de válvulas de expansión termostáticas la consecuencia más previsible es la obstrucción del orificio, aunque también pueden afectar al bulbo, debido al efecto aislante que provoca el aceite que se encuentra en el interior de las tuberías del evaporador, lo que podría dar lugar a fluctuaciones en la válvula de expansión. Funcionamiento e instalación del separador de aceite El separador de aceite se instala a la salida del compresor, antes del condensador, tal como puedes apreciar en la figura. Fig. : Instalación del separador de aceite. 13

14 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos El refrigerante y el aceite se han mezclado en el carter del compresor y son expulsados por la línea de descarga. El separador de aceite separa la mezcla refrigerante/aceite, empleando para ello tres procedimientos: Reducción de la velocidad del gas refrigerante. Cambio de la dirección del flujo del gas. Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Superficie de choque a la cual se quedará pegado el aceite. En la figura 8 puedes apreciar el interior de un separador de aceite de forma que es posible ver como se llevan a cabo los procedimientos mencionados. El área de la sección transversal del separador es mucho mayor que la de la tubería de descarga, lo que provoca una reducción en la velocidad del gas descargado por el compresor. A la vez que se reduce la velocidad, la mezcla refrigerante aceite pasa a través de unas mallas de choque, separándose una parte del aceite del refrigerante. La mezcla continua hacia abajo en el separador y realiza un giro en U alrededor de la placa de choque, eliminándose aún más aceite del refrigerante, ya que éste último puede cambiar más fácilmente de dirección al ser menos denso que el aceite. Finalmente el gas debe pasar a través de la malla de salida, retirando todavía más cantidad de aceite del refrigerante. Mallas de choque Fig. 8: Interior del separador de aceite. Placa de choque o deflector 14

15 Unidad Aparatos Anexos al Circuito El aceite separado queda en el fondo del separador hasta que alcanza un nivel suficiente para abrir la válvula que permite el retorno del aceite al carter del compresor, por medio del flotador que puedes observar en la figura. El aceite puede retornar al carter por la diferencia de presiones entre el lado de alta, lugar dónde se encuentra el separador, y el lado de baja que es la presión existente en el carter. Los separadores de aceite suelen llevar en el fondo un imán, para que cualquier partícula metálica arrastrada por la mezcla aceite-refrigerante se quede allí y no retorne al compresor. A la salida del separador de aceite es recomendable instalar una válvula antirretorno para evitar que las posibles condensaciones de refrigerante, en la línea de descarga durante los periodos de parada, lleven refrigerante líquido al separador de aceite y que finalmente volvería al carter del compresor, ya que la válvula de retorno, evidentemente, no distingue el aceite del refrigerante líquido. Los separadores de aceite deben llevar siempre una carga de aceite mínima, para que en el momento que se produzca una salida de aceite del carter, pueda retornar de nuevo sin esperar a que se alcance el nivel necesario sólo con aceite procedente del carter. Ejemplo Para los separadores OSH/OST 4xx de ALCO la precarga de aceite es de 0,5 litros. En la siguiente figura aparecen distintos separadores de la firma ALCO. OST OSH Algunos separadores de aceite tienen repuestos, como los indicados en la figura 9. Fig. 9: Repuestos para separador de aceite. 15

16 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Sistemas centralizados En sistemas centralizados el equipo separador de aceite esta compuesto por: Un separador común para todos los compresores. Un depósito de aceite. Un regulador del nivel de aceite para cada compresor. Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Depósito de aceite Al condensador Colector de descarga Colector de aspiración Separador de aceite Control electrónico del nivel de aceite Fig. 10: Esquema para separación aceite en instalación centralizada. En este caso el aceite recuperado en el separador no es enviado al carter de los compresores, sino que se manda a un depósito de aceite que lo distribuye entre los reguladores de nivel de los distintos compresores, tal como se puede observar en la figura 10. La presión en el depósito de aceite es aproximadamente la misma que la existente en la línea de aspiración, debido a la conexión que se realiza entre el depósito y dicha línea. Esta conexión se efectúa para la protección de los controles de nivel individual, que se podrían deteriorar en el caso de una presión excesiva en el depósito de aceite. Como la presión en el depósito y en el control de nivel es la misma, se debe situar este último por encima de dichos controles para que el aceite fluya hacia ellos. Cuando el nivel de aceite en alguno de Fig. 11: Control de nivel mecánico. los compresores disminuye, la válvula de control 16

17 Unidad Aparatos Anexos al Circuito individual abre y pasa aceite desde el control de nivel hasta el carter, cerrando de nuevo cuando el nivel se haya reestablecido. En la figura 11 puedes observar un control de nivel mecánico. Existen otros controles de nivel electrónicos con una función similar a estos, con la diferencia de que la presión del depósito de aceite es la correspondiente al lado de alta. En las figuras 12 y 13 aparece uno de estos controles y otro convencional. Fig. 12: Control de nivel electrónico. Fig. 13: Control de nivel mecánico. 2 ctividad a Indica los efectos que puede provocar el aceite al circular por la instalación. 1

18 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Botella de aspiración Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Una de las causas de avería típica en un compresor es la aspiración de refrigerante en estado líquido en cantidad suficientemente grande como para deteriorar al plato de válvulas e incluso dañar hasta el cigüeñal. Para evitar la llegada de refrigerante en estado líquido debemos asegurar la existencia de recalentamiento, pero aún así es posible que no todo el refrigerante se evapore en el evaporador. Con el fin de impedir que ocurran estos casos se puede instalar una botella de aspiración o botella anti golpes de líquido. Una botella de aspiración, que no es más que un recipiente a presión, tiene la función de evitar la posible llegada de refrigerante líquido o aceite al compresor por la tubería de aspiración. La botella almacena durante un tiempo el líquido refrigerante, para que se evapore en él y pueda ser así absorbido por el compresor. En la figura 14 puedes apreciar como se ha instalado la botella de aspiración en la línea de aspiración. Fig. 14: Botella de aspiración e instalación de la misma. 18

19 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Las causas por las que puede llegar refrigerante líquido a la aspiración del compresor, entre otras, son: La válvula de expansión: tiene una capacidad excesiva, el bulbo no hace buen contacto térmico con la tubería de aspiración,... En sistemas con tubo capilar, carga excesiva de refrigerante. Poca carga en el evaporador: por exceso de escarcha, ventiladores parados, poca carga frigorífica, La llegada de refrigerante líquido al compresor puede provocar, como efecto más grave un golpe de líquido debido a la incompresibilidad de los líquidos. Al intentar comprimir el líquido pueden aparecer averías graves, como por ejemplo la rotura del cigüeñal o la falta de lubricación ya que el exceso de refrigerante líquido disuelve el aceite. En la figura 15 aparecen efectos causados por falta de lubricación, en compresores alternativos y scroll, donde se puede apreciar el desgaste sufrido por distintas piezas de estos compresores. Fig. 15: Efectos de la falta de aceite en compresores (COPELAND). Tipos de botellas de aspiración La clasificación de las botellas de aspiración puede realizarse en función de distintos criterios: De su constitución, por ejemplo de tubo en U o de tubo vertical. Con intercambiador de calor o sin él. La botella más elemental es un recipiente que recoge el refrigerante líquido y lo mantiene en él hasta que se evapora. 19

20 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos En la figura 16 aparece una botella de aspiración con tubo en U, que probablemente es el más utilizado en refrigeración comercial y en aire acondicionado de baja potencia. Cuando se ha acumulado refrigerante líquido en la botella, este penetra en el tubo por el orificio de retorno debido a la diferencia de presión entre la entrada del tubo y el orificio, además de la presión estática de líquido. El gas arrastra el refrigerante líquido dentro del tubo hasta el compresor, pero en unas cantidades lo suficientemente pequeñas como para que no causen daños. Salida Entrada Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Fig. 16: Botella de aspiración con tubo en U. Las botellas de tubo vertical son similares al anterior pero con una estructura interna distinta, que puedes apreciar en la figura 1, siendo su principal ventaja que la caída interna de presión es más pequeña. Nivel de líquido Malla protectora Deflector Entrada Orificios de retorno Fig. 1: Botellas de aspiración con tubo vertical. Tubo U Malla de protección Orificio de retorno Orificio de retorno Detector 20

21 Unidad Aparatos Anexos al Circuito También existen botellas de aspiración para colocarlas horizontalmente. En esta otra figura puedes distinguir una horizontal y otra de tubo vertical. Fig. 18: Botellas de aspiración horizontal y vertical. Todos estos modelos que hemos visto pueden llevar intercambiador de calor o no. En el caso de que sí dispongan de él se favorece la evaporación del refrigerante líquido, de forma similar a como ocurría con el intercambiador de calor (cuya misión era asegurar la existencia de recalentamiento, es decir, que no llegase refrigerante líquido al compresor). En este caso la botella de aspiración tiene cuatro tomas y en su interior un serpentín que lleva el refrigerante de la línea de líquido, por tanto a alta temperatura, para evaporar el refrigerante que se acumule en la botella de aspiración. En la figura 19 se puede observar una de estas botellas. Fig. 19: Botellas de aspiración con intercambiador de calor. Los equipos que lleven este tipo de botellas si van instalados en compresores herméticos y semiherméticos, pueden provocar aumentos en la temperatura del motor. Esto es debido a que el motor eléctrico se enfría con el refrigerante aspirado que, recordemos, se encuentra a baja temperatura. En el caso de que no exista líquido en la botella, ésta contribuye a aumentar el recalentamiento, y por tanto la temperatura del gas de aspiración, lo que, como sabemos, puede resultar contraproducente. Selección e instalación de la botella de aspiración La botella de aspiración debe colocarse en aquellas instalaciones en las que se trabaja con recalentamientos bajos, aunque por tratarse de una medida de protección del compresor en nada perjudica a la máquina, salvo en aspectos económicos. 21

22 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Para seleccionar una botella de aspiración no debemos fijarnos en las conexiones a las tuberías, sino en la capacidad y la caída de presión. Como regla general la botella de aspiración debería ser capaz de almacenar el 50% de la carga de refrigerante de la máquina y no generar una caída de presión superior a 0,5 ºC para el refrigerante con el que se trabaje. En el caso de una instalación centralizada con varios evaporadores, debería ser capaz de almacenar la carga de refrigerante del mayor evaporador. Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor En cuanto a la instalación se debe tener en cuenta que en muchos casos, al encontrarse el refrigerante de aspiración a temperaturas muy bajas se ve que sobre la botella se condensa el vapor de agua contenido en el aire y parece que suda. Una forma de evitar esto consiste en aislar convenientemente la botella de aspiración. En la figura 19 de la página anterior puedes apreciar como se ha aislado la botella. El inconveniente que se produce al aislar la botella es que el calor que aportaría el aire para evaporar el refrigerante líquido ahora sería prácticamente nulo, por lo que podríamos pensar que existirían dificultades para vaporizar dicho refrigerante y evacuarlo, ya gasificado al compresor. Pero esto no es así ya que el calor que se aporta a través de la carcasa es muy pequeño y contribuye poco a la evaporación del refrigerante. El retorno de la mayor parte del líquido hacia el compresor se realiza a través de los orificios de retorno. 3 ctividad a En una botella de aspiración, Cómo se evapora el refrigerante líquido que se almacen en ella? 22

23 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Válvulas de seguridad Trataremos en este apartado algunos dispositivos que se pueden encontrar en la máquina frigorífica, empleados para evacuar el caudal de fluido necesario de tal forma que no se sobrepase la presión de timbre del elemento protegido. Así, las válvulas de seguridad constituyen un elemento clave de seguridad utilizado ampliamente y exigido reglamentariamente, por lo que es importante entender adecuadamente su funcionamiento y sus limitaciones. Tapón fusible El tapón fusible es un dispositivo que a una temperatura determinada funde aliviando la presión del recipiente donde se encuentra instalado. Fig. 20: Tapón fusible. Cuando se empleen tapones fusibles, éstos deberán estar colocados por encima del nivel máximo de refrigerante líquido del equipo a presión que protegen. Los tapones fusibles no deberán estar recubiertos por aislamiento térmico, y su utilización como único dispositivo de alivio de presión con descarga a la atmósfera queda prohibida cuando la carga de refrigerante sea superior a: 2.5 kg para refrigerantes del grupo L kg para refrigerantes del grupo L kg para refrigerantes del grupo L3. 23

24 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Válvulas de seguridad Este tipo de válvulas se instalan en aparatos a presión que contengan gas en su interior. El reglamento de instalaciones frigoríficas en la instrucción MI-IF 08, Protección de instalaciones contra sobrepresiones, establece las condiciones en las que es preciso instalar este tipo de componentes. Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor En la figura 21 puedes observar una de estas válvulas instaladas. En la figura 22 tienes como ejemplo algunas de estas válvulas. Fig. 21: Válvulas de seguridad. Danfoss Castel Fig. 22: Tipos de válvulas de seguridad. A diferencia del tapón fusible, en este tipo de válvulas cuando la presión supera el valor al que se encuentra calibrada la válvula, abre y permite evacuar el refrigerante hacia el exterior o hacia el lado de baja presión de la instalación; y cuando la presión vuelve a disminuir la válvula cierra de nuevo. Fíjate que el tapón fusible una vez ha abierto dejará que todo el refrigerante se evacue hacia la atmósfera, mientras que con estas válvulas sólo se perdería una parte del refrigerante (en el caso de que no se enviase al lado de baja presión), ya que al disminuir la presión la válvula cierra de nuevo. Para comprender el funcionamiento de estas válvulas podemos observar el gráfico de la figura 23 correspondiente a las válvulas SFV de Danfoss, en donde se advierte que la válvula 24

25 Unidad Aparatos Anexos al Circuito abre ligeramente cuando la presión aumenta por encima de la calibrada, encontrándose totalmente abierta antes de que la presión sea un 10% superior a la ajustada. La válvula volverá a cerrar antes de que la presión haya disminuido un 10% por debajo del valor calibrado. Fig. 23: Gráfico de funcionamiento de la válvula de seguridad. Por tratarse de elementos de seguridad cumplen una rigurosa normativa en cuanto al marcado de las mismas: fabricante, presión máxima admisible, presión de tarado, Suelen montarse en paralelo empleando para ello una válvula de tres vías como la indicada en la figura 24. Según la posición del husillo podemos conectar la entrada C con B o la entrada C con A. Fig. 24: Válvula de tres vías Danfoss con dos válvulas de seguridad. Como ya hemos explicado este tipo de componentes son de seguridad y se debe prestar especial atención a la documentación que aportan los fabricantes y que es necesario conservar entre la documentación de la máquina. 25

26 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Ejemplo Documentación aportada por Danfoss para una de sus válvulas (Certificado CE). A título de curiosidad observa que aparecen los datos de la persona responsable de la fabricación de este tipo de componentes. Este certificado es la garantía que tiene el usuario del componente de seguridad. Se debe exigir al fabricante y guardar junto con la documentación de la máquina. Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor 26

27 Unidad Aparatos Anexos al Circuito 4 ctividad a Qué diferencia existe entre un tapón fusible y una válvula de seguridad? 2

28 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Válvulas reguladoras de presión Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor En una instalación puede ser importante evitar que la temperatura de evaporación no disminuya por debajo de un determinado valor, por ejemplo, para evitar que se pueda congelar el agua en una enfriadora. Cómo podemos asegurarnos que esto no ocurra? Si limitamos la presión de evaporación, también lo haremos con la temperatura. En instalaciones centralizadas, donde hay varios evaporadores trabajando a distintas temperaturas y sólo un compresor, cómo se pueden conseguir distintas temperaturas de evaporación con una presión de aspiración común? Analizaremos en este apartado las válvulas que permiten realizar éstas y otras funciones. Existe un conjunto de válvulas empleadas para regular la presión en el lado de alta o de baja, con características similares, diferenciándose únicamente en su actuación según varíe la presión de entrada o la de salida. Fig. 25: Válvulas reguladoras de presión Danfoss. Podemos clasificarlas en: Regulador de la presión de evaporación. Regulador de la presión de condensación. Regulador de la presión de aspiración. Reguladores de capacidad. Regulador de la presión del recipiente de líquido. En la figura 25 aparecen algunas de estas válvulas correspondientes a la firma Danfoss. 28

29 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Regulador de presión de evaporación Este tipo de válvulas se colocan a la salida del evaporador y tienen como función mantener la presión de evaporación por encima de un valor mínimo previamente fijado en la válvula. Este ajuste de la presión nos permite colocar esta válvula en aquellas instalaciones en las que queremos evitar que la temperatura de evaporación sea demasiado baja, como por ejemplo en una enfriadora de agua o en instalaciones centralizadas en las que tenemos varios evaporadores trabajando a distintas temperaturas y una línea de aspiración común. En la figura 26 aparece un corte de una de estas válvulas de la firma SPORLAN en la que podemos ver su interior. Fig. 26: Válvulas Sporlan. El funcionamiento de la válvula es el siguiente. Por medio del tornillo de ajuste regulamos la presión a partir de la cual la válvula comenzará a abrir. Cuando la presión de entrada, es decir la del evaporador, sea superior a la ajustada en el muelle la válvula comenzará a abrir. A medida que aumenta la presión del evaporador mayor será el grado de apertura de la válvula, tal como puedes apreciar en el gráfico de la figura 2 correspondiente a las válvulas DANFOSS. En este tipo de válvulas una variación de la presión de salida no afecta al grado de apertura de la válvula gracias al fuelle de igualación, que tiene una superficie efectiva igual a la del asiento de la válvula, compensando cualquier variación de presión. 29

30 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Fig. 2: Gráfico Capacidad Presión para válvulas KVP DANFOSS. La banda P (banda proporcional) que aparece en el gráfico representa la variación que tiene que sufrir la presión de entrada para que la válvula pase de estar cerrada a abierta completamente. La toma que incorporan para el manómetro permite ajustar la válvula a la presión requerida. En la figura 28 aparece un ejemplo de aplicación de estas válvulas para instalaciones con evaporadores múltiples que trabajan a distintas temperaturas. Fig. 28: Instalación con evaporadores múltiples. Las válvulas reguladoras se colocan en todos los evaporadores, excepto en aquel que trabaja a menor temperatura, y por tanto menor presión, que no llevará dicha válvula. Así mismo, en este evaporador debe colocarse una válvula de retención para impedir que durante los periodos de parada pueda llegar refrigerante procedente de los evaporadores que se encuentran a temperaturas más elevadas. 30

31 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Regulador de presión de condensación Esta válvula es similar a la anterior, pero se emplea para mantener una presión constante y suficientemente alta en los condensadores o recipientes de líquido de los condensadores enfriados por aire. Recuerda la importancia de regular la presión de condensación. El funcionamiento de la válvula es semejante al precedente y queda resumido en el gráfico de la figura. Puedes observar que las presiones de entrada son mayores que en la válvula del evaporador al encontrarse situada en el lado de alta presión. Fig. 29: Funcionamiento válvula presión condensación DANFOSS. Este tipo de válvula se puede instalar de varias formas, pero sólo indicaremos la de la figura 30 en la que la válvula se ha montado entre el condensador y la válvula. Al aumentar la presión de condensación la válvula se abre según el gráfico de la figura 29. La válvula de presión diferencial realiza un bypass al condensador con el objetivo de mantener la presión en el recipiente de líquido. Cuando la diferencia entre la presión a la salida del compresor y la presión del recipiente disminuye la válvula abre para inyectar gas de descarga en el recipiente de líquido. 31

32 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Válvula reguladora de la presión de aspiración Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Esta válvula se monta en la línea de aspiración antes del compresor y tiene como misión protegerlo contra presiones de aspiración elevadas tras una parada prolongada o después de un desescarche, cuando la presión del evaporador es grande. La válvula abre cuando la presión de salida ha disminuido hasta el valor de ajuste. Fig. 30: Regulación de presión de condensación. El concepto de banda proporcional es el mismo que para las válvulas anteriores y en la figura 31 encontramos un gráfico que explica el funcionamiento de una de estas válvulas de DANFOSS así como una fotografía de las mismas. Fig. 31: Válvula reguladora de la presión de aspiración DANSOSS. 32

33 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Válvula reguladora de capacidad Este tipo de válvulas se emplea para adaptar la capacidad del compresor a la carga del evaporador. Se monta realizando un bypass entre los lados de alta y baja presión del compresor para asegurar un límite inferior en la presión de aspiración del compresor, inyectando gas procedente de la descarga en la aspiración. Esta válvula se comporta de forma similar a la anterior ya que abre cuando la presión de salida disminuye por debajo de la ajustada. Al instalar esta válvula evitamos que cuando la carga frigorífica sea muy baja la presión de aspiración disminuya demasiado, lo que podría ocasionar un funcionamiento irregular y la entrada de humedad al trabajar con presiones inferiores a la atmosférica. Este tipo de válvulas presentan el inconveniente de aumentar el recalentamiento en la aspiración del compresor. Fig. 32: Válvula reguladora de capacidad del compresor. Válvula presostática de agua Cuando la instalación es de pequeña potencia y existen dificultades para la ubicación de un condensador de aire pueden utilizarse condensadores de agua sin recirculación de la misma. En estos casos, una válvula controlada por presión proporciona el caudal de agua adecuado a la carga frigorífica con el objetivo de mantener la presión de condensación dentro de unos márgenes. 33

34 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos En la figura 33 podemos ver una de estas válvulas instalada en una máquina. Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Fig. 33: Válvula reguladora de capacidad del compresor. 5 ctividad a Dibuja un circuito para una máquina con dos evaporadores que trabajan a distintas temperaturas y sólo un compresor. 34

35 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Otras válvulas Además de la válvula solenoide y de las válvulas de seguridad existen en la máquina otras válvulas que realizan distintas funciones: dejar que el fluido sólo circule en un sentido, por ejemplo en aplicaciones de bomba de calor, aislar un elemento cuando se quiere realizar una operación de mantenimiento, Válvulas de retención Las válvulas de retención (chek-valve) se utilizan para evitar que un fluido (en una máquina frigorífica el refrigerante) circule en sentido contrario, es decir, sólo permiten el paso del refrigerante en un sentido. En la figura 34 aparecen distintos modelos de válvulas de retención Danfoss. Fig. 34: Válvulas de retención DANFOSS 35

36 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Las aplicaciones de este tipo de válvulas son numerosas, por ejemplo: A la salida del compresor para evitar que durante los ciclos de parada pueda regresar refigerante líquido al plato de válvulas. En aplicaciones de bomba de calor cuando se emplean dos válvulas de expansión. En sistemas con evaporadores que trabajan a distintas temperaturas con un compresor común (centrales frigoríficas). Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor En sistemas desescarche por gas caliente. En la figura 35 aparecen algunas de las aplicaciones mencionadas. Fig. 35: Válvulas de retención a la salida del compresor y con un bypass para un desecarche por gas caliente (DANFOSS). En lo referente a la selección de la válvula de retención, se debe tener en cuenta que no se realiza únicamente por el tipo de conexiones y que se determinan según la capacidad de la válvula. 36

37 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Válvulas de presión diferencial Este tipo de válvulas comienzan a abrir cuando en sus extremos hay una diferencia de presión (pérdida de carga) de un valor determinado, y se encuentran completamente abiertas al alcanzar dicha diferencia un valor superior al fijado. Fig. 36: Válvula de presión diferencial DANFOSS. En el caso de las válvulas Danfoss NRD estos valores son 1,4 y 3 bar respectivamente. Suelen emplearse para evitar que la presión en el recipiente de líquido disminuya en exceso. Válvulas de paso Suelen instalarse para aislar componentes del sistema, ya que permiten controlar el paso del fluido según se encuentren totalmente abiertas o totalmente cerradas y su accionamiento se realiza de forma manual, para lo cual en algunos casos puede ser necesario la utilización de una herramienta. En al figura 3 aparecen distintas válvulas de paso. Pueden tener el cuerpo de paso recto, en ángulo, con conexiones para roscar o soldar o de bola en cuyo caso la caída de presión en la válvula es nula. También pueden incorporar una toma para conectar un manómetro. Fig. 3: Válvulas de paso. 3

38 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Además de las conexiones, el tipo de cuerpo y la válvula, la selección debe efectuarse teniendo en cuenta el Kv (m 3 /h) de la válvula, que es el caudal de agua, para una caída de presión de 1 bar, que la válvula dejaría pasar. Aunque en el cálculo del Kv se emplea agua y la válvula se utilizará en una tubería con refrigerante, esto no tiene que preocuparnos. Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Para cálculos muy precisos existen fórmula y tablas que permiten obtener el Kv según las condiciones de la instalación. A continuación se recoge una parte del catálogo de selección de Danfoss. Fig. 38: Catálogo DANFOSS válvulas de paso. Al Manómetro Al Condensador A B C Fig. 39: Posiciones de una válvula de servicio. Válvulas de servicio Las válvulas de servicio o de mantenimiento se emplean para realizar operaciones de mantenimiento en los compresores: conectar manómetros, carga de de refrigerante, realizar el vacío, Se conectan en aspiración y descarga del compresor, en los compresores abiertos y semiherméticos. Las válvulas de dos vías tienen tres posiciones como se indica en la figura 39, que permiten realizar dis- 38

39 Unidad Aparatos Anexos al Circuito tintos trabajos en la máquina, como por ejemplo, cambiar el compresor cuando la válvula se encuentra totalmente cerrada, trabajar normalmente cuando se encuentra normalmente abierta y medir la presión, cargar refrigerante o efectuar el vacío en la posición intermedia. En la figura 40 puedes ver algunas de estas válvulas colocadas en compresores tipo scroll, en un compresor semihermético alternativo o en un recipiente de líquido. Fig. 40: Válvulas de servicios em compresor y recipiente de líquido. 39

40 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Aparatos varios Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Trataremos en este apartado algunos dispositivos que se pueden encontrar en la máquina frigorífica, pero que por su simplicidad a cada uno no les dedicamos un capítulo completo: visor de líquido, distribuidor de líquido, intercambiador de calor, eliminador de vibraciones y reductor de ruidos. Fig. 41: Visores líquidos DANFOSS. El visor de líquido y humedad puede llevarnos a dectar: Presencia de humedad en el sistema. Falta de subenfriamiento. Caídas de presión en la línea de líquido. Visor de líquido Retorno de aceite al compresor desde el separador de aceite. El visor de líquido es un dispositivo que permite ver, según el lugar en el que se encuentre colocado: si el refrigerante está formado por una mezcla de líquido y vapor, el nivel de líquido de un recipiente o el retorno de aceite al compresor. En muchos casos incorporan además, un indicador de humedad en el refrigerante. La presencia de humedad se indica por medio de un sensor que cambia de color en función del grado de humedad que contenga el refrigerante. El color que presenta el indicador varía con la temperatura, por lo que debe tenerse en cuenta. 40

41 Unidad Aparatos Anexos al Circuito En la tabla de la figura 42 aparecen los datos correspondientes a los visores Danfoss, en donde puedes ver como el cambio de color y el contenido de agua en el refrigerante, depende de la temperatura del refrigerante. Fig. 42: Datos técnicos correspondientes a visores DANFOSS. En algunos casos los visores indican si existe humedad (WET) o si el refrigerante esta seco (DRY) como en el visor ALCO de la figura 43. El contenido de humedad varía de un refrigerante a otro, pero eso no es importante, ya que el fabricante de los filtros lo que nos indica es si el nivel de humedad es peligroso o no. Fig. 43: Visor líquido e indicador de humedad. Cuando instalamos el visor de líquido en la línea de líquido, además de indicarnos la existencia o no de humedad nos indicará si existe una mezcla de líquido y vapor. Recordemos que a la válvula de expansión debe llegar sólo refrigerante en estado líquido para que no disminuya su eficacia. Entre las causas que pueden provocar la presencia de vapor a la entrada de la válvula de expansión podemos citar: Falta de subenfriamiento. Caídas de presión en la línea de líquido, provocadas por una obstrucción en el filtro, una línea de líquido muy larga o cualquier restricción en la misma. Dando lugar a descensos de temperatura y, en consecuencia, evaporación parcial del refrigerante, de forma similar a como ocurre en la válvula de expansión. 41

42 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos El visor de líquido también nos permite saber si hay poco refrigerante en el sistema, ya que no sería posible ver el visor lleno de líquido. El visor de líquido se instala habitualmente en la línea de líquido después del filtro deshidratador, aunque en el caso de líneas muy largas puede existir otro visor próximo a la válvula de expansión. También se colocan en la línea de retorno de aceite al compresor desde el separador de aceite para comprobar que se produce, efectivamente, dicho retorno de aceite. Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor 6 ctividad a En una instalación con R 134 a se debe instalar un visor en la línea de líquido. Qué datos son necesarios para realizar el pedido al suministrador? Distribuidor de líquido Aunque la función del distribuidor de líquido ya se ha comentado en la unidad dedicada a los dispositivos de expansión, recordaremos aquí su función e indicaremos sus características principales. El distribuidor de líquido se instala a la salida de la válvula de expansión y reparte el refrigerante a los distintos circuitos que forman el evaporador o a los distintos evaporadores individuales. En la figura 44 aparecen distintos distribuidores de líquido. Fíjate como uno de ellos lleva una toma para poder realizar una conexión para el desescarche por gas caliente o en instalaciones con bomba de calor. 42

43 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Fig. 44: Distribuidores de líquido Parker. El distribuidor de líquido se instala generalmente en posición vertical, aunque existen algunos modelos que permiten su instalación de forma horizontal. La razón de la posición vertical del distribuidor es reducir o eliminar el efecto que provoca la gravedad en el caso de posición horizontal, ya que a la salida de la válvula tenemos una mezcla de líquido y vapor y el líquido es más denso que el vapor. En la figura 45 se representa el efecto que provocaría la posición del distribuidor sobre el refrigerante. Generalmente se recomienda colocar el distribuidor en posición vertical ascendente. Fig. 45: Efecto sobre el reparto de refrigerante del distribuidor. En la figura 46 se presenta la conexión del distribuidor de líquido y el sentido de circulación del refrigerante en el caso de un desescarche por gas caliente o en el caso de una bomba de calor. Fig. 46: Conexión del distribuidor para desecarche. 43

44 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos En las imágenes de la figura 4 aparecen distintos distribuidores de líquido montados en posición vertical. Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Fig. 4: Distribuidores de líquido montados en distintas máquinas y evaporadores. Intercambiador de calor Aunque ya hemos comentado su función cuando hablamos del recalentamiento y subenfriamiento lo comentaremos aquí. Recordemos que el intercambiador de calor se coloca entre la tubería de líquido y la de aspiración, permitiendo: Asegurar la existencia de subenfriamiento, y por tanto la ausencia de vapor antes de la válvula de expansión Aumentar el rendimiento del evaporador al ajustar el recalentamiento en la válvula de expansión a valores mínimos 44

45 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Generalmente para seleccionar un intercambiador de calor basta con fijarse en las conexiones de las tuberías. En la figura 48 aparecen los datos de selección correspondientes a los intercambiadores Danfoss serie HE. Fig. 48: Intercambiador de calor DANFOSS y datos de catálogo. La figura 49 recoge el lugar donde se instala el intercambiador de calor. Fig. 49: Instalación de intercambiador de calor (Danfoss). 45

46 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Eliminador de vibraciones Son dispositivos empleados para reducir las vibraciones producidos por el compresor, reduciendo su transmisión a las tuberías, así como para absorber las tensiones causadas por las dilataciones de las tuberías. Fig. 50: Eliminador de vibraciones CARLY. En la figura 50 puedes ver uno de estos dispositivos, que tiene el aspecto de un tradicional latiguillo. Se instalan en aspiración y descarga del compresor, que es la fuente de vibraciones. Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Silenciador de descarga Se emplean para reducir los ruidos originados por las pulsaciones del gas en la tubería de descarga del compresor. Se recomienda instalarlos después del eliminador de vibraciones. En la figura 51 puedes ver el lugar de instalación y un detalle de la misma, obtenidos a partir de la documentación de CARLY. Silenciador de descarga Fig. 51: Instalación del silenciador de descarga (CARLY). 46

47 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Recipiente de líquido Los recipientes de líquido tienen como misión almacenar el refrigerante en caso de trabajos de mantenimiento o de avería, así como aquel refrigerante que no se este utilizando como consecuencia de las distintas cargas que presente la máquina. El reglamento de instalaciones frigoríficas los define como recipientes conectados permanentemente al sistema mediante tuberías de entrada y salida, utilizados para la acumulación de refrigerante líquido. Se instalan en el lado de alta presión después del condensador, y pueden ser verticales u horizontales. Al tratarse de aparatos a presión se encuentran sometidos al Reglamento de Aparatos a Presión. La figura 52 recoge dos recipientes de líquido. Observa que el recipiente vertical lleva incorporados visores de líquido. Fig. 52: Recipientes de líquido. 4

48 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Resumen Aparatos anexos al circuito Existen distintos aparatos secundarios de la instalación frigorífica, alguno de ellos son: Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Filtros: Dispositivo destinado a eliminar los contaminantes sólidos o líquidos presentes en la máquina, con el objetivo fundamental de proteger al compresor y la válvula de expansión. Separador de aceite: equipo a presión colocado en la descarga del compresor para separar y recuperar el aceite empleado en la lubricación del compresor, evitando que circule por las tuberías y que disminuya el nivel del mismo en el cárter del compresor. Botella de aspiración: Recipiente que se coloca a la entrada del compresor para evitar que éste pueda absorber refrigerante líquido, en aquellos casos en los que no se haya logrado la evaporación total del mismo. Tapón fusible: dispositivo que a una temperatura determinada funde aliviando la presión del recipiente donde se encuentra instalado. Válvulas de seguridad: Válvulas que se instalan en los recipientes a presión para que cuando aumente la presión por encima de la calibrada la válvula, abra y permita evacuar el refrigerante hacia el exterior o hacia el lado de baja presión de la instalación; cuando la presión vuelve a disminuir la válvula cierra de nuevo. Válvulas de retención: Válvulas que sólo permiten el paso del refrigerante en un sentido. 48

49 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Válvulas de paso: Válvulas de accionamiento manual que según la posición en la que se encuentren permiten el paso o no del fluido. Válvulas de servicio: Válvulas manuales que se emplean para realizar operaciones de mantenimiento en compresores y recipientes de líquido: conexión de manómetros, carga de refrigerante, Válvulas reguladoras de presión: Válvulas que permiten regular la presión en el lado de alta o de baja, según el lugar dónde se hayan colocado. Visor de líquido: Dispositivo que se coloca generalmente en la línea de líquido y que permite comprobar el paso de refrigerante. Distribuidor de líquido: Dispositivo instalado a la salida de la válvula de expansión para alimentar con refrigerante a las distintas secciones que forman el evaporador. Intercambiador de calor: Dispositivo que permite intercambiar calor entre dos fluidos sin que estos se encuentren en contacto. Se instala para evitar posibles llegadas de refrigerante líquido al compresor. 49

50 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Autoevaluación 1. Identifica correctamente los dispositivos que aprecen a continuación: Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor A B C D E F G H I J K L M N O P Q R 50

51 Unidad Aparatos Anexos al Circuito 2. Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a. La humedad presente en el refrigerante puede afectar a los devanados del motor eléctrico de los compresores abiertos. V F b. El visor de líquido suele instalarse en la tubería de aspiración. c. Los filtros con cartuchos intercambiables suelen instalarse en la línea de aspiración. d. Las botellas anti-golpes de líquido se instalan en el lado de alta presión. e. Los tapones fusible en el caso de que alcancen la temperatura de fusión deben reemplazarse por uno nuevo. f. Es recomendable instalar válvulas de retención a la salida de los compresores para evitar que llegue líquido al plato de válvulas tras una parada prolongada. g. Los distribuidores de líquido suelen instalarse en posición horizontal. h. En instalaciones con evaporadores múltiples a distintas temperaturas y un compresor único se instalan válvulas reguladoras de presión en todos los evaporadores excepto en el que trabaja a menor temperatura. i. La banda proporcional (BP) de una válvula es el margen de error que presenta la válvula en el grado de abertura para los mismos valores de presión de entrada. j. La válvula presostática de agua se emplea para abrir o cerrar un circuito según las variaciones que se produzcan en el nivel de agua en un condensador de agua. 51

52 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Respuestas Actividades 1. En una máquina frigorífica los filtros pueden instalarse en la línea de líquido, en la aspiración y en la de retorno de aceite. En general se instalarán siempre en la línea de líquido y además pueden instalarse en la de aspiración. Hay que tener en cuenta que en este último caso la superficie filtrante requerida debe ser mayor y por lo tanto el filtro resultará más caro. Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor 2. Los efectos que puede provocar el aceite al circular por la instalación son: En el evaporador y en el condesador reduce la capacidad de intercambio de calor entre el refrigerante y el medio a enfriar o el medio de enfriamiento. En el compresor puede provocar golpes de presión si retorna aceite a los cilindros por la línea de aspiración. En la válvula de expansión termostática puede provocar obstrucción del orificio. 3. El refrigerante líquido que se almacena en una botella de aspiración se puede evaporar de distintas formas: En caso de que lleven intercambiador de calor se evapora gracias al aporte de calor de dicho intercambiador. En los casos en que no llevan intercambiador de calor, el refrigerante líquido incorpora un sistema que permite arrastrar pequeñas cantidades de refrigerante líquido mezcladas con el gas, de forma que no resulte perjudicial para el compresor. 4. La diferencia es que el tapón fusible una vez abierto queda inutilizado, mientras que la válvula de seguridad permite volver a funcionar cuando la presión ha vuelto a los valores normales, siendo posible, además, reconducir el refrigerante hasta zonas de baja presión. 52

53 Unidad Aparatos Anexos al Circuito 5. La válvula reguladora de presión se coloca en el evaporador que trabaja a mayor temperatura de evaporación, y por tanto mayor presión. 53

54 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos 6. Los datos necesarios para realizar el pedido a un suministrador cuando debemos instalar un visor en la línea de líquido con R 134 a son: Indicar los diámetros de conexión a las tuberías. Tener en cuenta si las conexiones son para soldar, roscar... (Véase la tabla siguiente) Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Tipo TABLA DE SELECCIÓN Nº Conexión de Pedido mm pulg Configuración SS 2 MM SS /4 SS 3 MM SS /8 SS 4 MM Soldar hembra x soldar hembra SS /2 ODF x ODF SS /8 SS /8 SS 9 MM SS /8 MM /4 MM /8 MM /2 Abocardar macho x Aboardar macho MM /8 54

55 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Respuestas Autoevaluación 1. La identificación sería la siguiente: Filtro aspiración con tomas de presión Botella de apiración Válvula de seguridad Distribuidor líquido con toma para desescarche Válvula de servicio Regulador de presión Visor líquido con indicador de humedad Filtro intercambiable Separador de aceite Válvula presostática de agua Intercambiador de calor Válvula de paso Válvula de retención Válvula de seguridad Filtro para pequeños equipos comerciales con toma Visor de líquido sin indicador de humedad Recambio para filtro deshidratador Válvula de seguridad 55

56 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos 2. Las respuestas correctas serían las siguientes: a. Falsa: Los compresores abiertos no tienen el motor eléctrico en el cuerpo del compresor, por lo que los devanados no están bañados por el refrigerante, tal como se puede ver en la figura, a la izquierda un compresor semihermético y a la derecha uno abierto. Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor b. Falsa: Los visores de líquido se instalan en la línea de líquido, de ahí su nombre, aunque si colocásemos uno en la línea de aspiración se podría comprobar la posible llegada de refrigerante líquido al compresor. c. Verdadera: Los filtros de la línea de aspiración suelen llevar cartuchos intercambiables ya que se utilizan tras la puesta en marcha del equipo y por lo tanto son temporales. d. Falsa: Se instalan en la tubería (línea) de aspiración, que se encuentra en el lado de baja presión. e. Verdadera: Cuando un tapón fusible alcanza la temperatura de fusión el material que se encuentra en su parte central se funde liberando el fluido, para que de esa forma disminuya la presión, por lo que una vez que se ha fundido dicho material debe reemplazarse el tapón por otro. f. Verdadera: En una parada prolongada del compresor el gas descargado por el compresor se condensará y podría, por tanto, retornar al plato de válvulas. Para evitar dicho retorno se recomienda instalar una válvula de retención a la salida del compresor. g. Falsa. Generalmente se instalan en posición vertical, para que el refrigerante se reparta por igual en todos los circuitos del evaporador. 56

57 Unidad Aparatos Anexos al Circuito h. Verdadera: Cuando tenemos una instalación con un único compresor, y por tanto una presión de aspiración común, y varios evaporadores trabajando a distintas temperaturas se colocan en los evaporadores que tienen presiones superiores a la de aspiración válvulas reguladoras para evitar que las presiones en dichos evaporadores disminuyan hasta la de aspiración. i. Falsa: La banda proporcional (BP) es la variación que tiene que sufrir la presión de entrada para que la válvula pase de estar completamente cerrada a estar completamente abierta. j. Falsa: La válvula presostática de agua deja pasar más o menos caudal de agua (medio de enfriamiento) en función de la presión de condensación. Al aumentar ésta aumenta el caudal de agua. 5

58 Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos Anexo CARLY fabricante de distintos componentes indicados en esta unidad tiene en su página web ( un programa para selección de distintos elementos a instalar en la máquina, que puedes utilizar on line. Resulta muy sencillo y te recomendamos que realices una prueba con alguna de las máquinas que tienes disponibles en el taller. El aspecto que tienen las pantallas es el indicado en la siguiente figura. Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor Software CARLY para selección de componentes. 58

59 Unidad Aparatos Anexos al Circuito Notas 59

60 Técnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor